的总能量,入射光的强度等于单位时间内光子能量ν与入射光子数的乘积。即光强等于ν。光电流和饱和光电流金属板飞出的光电子到达阳极,回路中便产生光电流,随着所加正向电压的增大,光电流趋于个饱和值,这个饱和值是饱和光电流,在定的光照条件下,饱和光电流与所加电压大小无关。光的强度与饱和光电流饱和光电流与入射光强度成正比的规律是对频率相同的光照射金属产生光电效应而言的。对于不同频率的光,由于每个光子的能量不同,饱和光电流与入射光强度之间没有简单的正比关系。探究探究二问题导引名师精讲探究三典例剖析光电效应与经典电磁理论的矛盾矛盾之遏止电压由入射光频率决定,与光的强弱无关按照光的经典电磁理论,光越强,光电子的初动能应该越大,所以遏止电压应与光的强弱有关,而实验表明遏止电压由入射光的频率决定,与光强无关。矛盾之二存在截止频率按照光的经典电磁理论,不管光的频率如何,只要光足够强,电子都可获得足够的能量从而逸出表面,不应存在截止频率。而实验表明不同金属有不同的截止频率,入射光频率大于截止频率时才会发生光电效应。矛盾之三具有瞬时性按照光的经典电磁理论,如果光很弱,电子需几分钟到十几分钟的时间才能获得逸出表面所需的能量。而实验表明无论入射光怎样微弱,光电效应几乎是瞬时的。探究探究二问题导引名师精讲探究三典例剖析探究探究二问题导引名师精讲探究三典例剖析例题束绿光照射金属发生了光电效应,则下列说法正确的是若增加绿光的照射强度,则逸出的光电子数增加若增加绿光的照射强度,则逸出的光电子最大初动能增加若改用紫光照射,则可能不会发生光电效应若改用紫光照射,则逸出的光电子的最大初动能增加解析光电效应的规律表明入射光的频率决定着是否发生光电效应以及发生光电效应时产生的光电子的最大初动能的大小,当入射光频率增加后,产生的光电子最大初动能也增加,而照射光的强度增加,会使单位时间内逸出的光电子数增加,又知紫光频率高于绿光,故选项正确的有。答案探究探究二问题导引名师精讲探究三典例剖析变式训练真空光电管的应用电路如图所示,其阴极金属材料的极限频率为,则以下判断正确的是发生光电效应时,电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率发生光电效应时,电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度用的光照射光电管时,电路中有光电流产生光照射时间越长,电路中的电流越大探究探究二问题导引名师精讲探究三典例剖析解析在光电管中若发生了光电效应,光电流的饱和值只与单位时间内发射光电子的数目有关,单位时间内发射光电子的数目只与入射光的强度有关,据此可判断选项错误,选项正确。波长的光子的频率,可发生光电效应,选项正确。答案ν𝑐𝜆探究探究二问题导引名师精讲探究三典例剖析变式训练利用光电管研究光电效应实验如图所示,用频率为ν的可见光照射阴极,电流表中有电流通过,则用紫外线照射,电流表不定有电流通过用红外线照射,电流表定无电流通过用频率为ν的可见光照射阴极,当滑动变阻器的滑片移到最右端时,电流表定无电流通过用频率为ν的可见光照射阴极,当滑动变阻器的滑片向左端移动时,电流表示数可能不变探究探究二问题导引名师精讲探究三典例剖析解析因紫外线的频率比可见光的频率高,所以用紫外线照射,电流表定有电流通过,选项错误因不知阴极的极限频率,所以用红外线照射,可能发生光电效应,电流表可能有电流通过,选项错误由于发生了光电效应,即使间的电压,电流表中也有电流通过,所以选项错误当滑动变阻器的滑片向左端移动时,阳极吸收光电子的能力增强,光电流会增大,当所有光电子都到达阳极时,电流达到最大,即饱和电流,若在移动前,电流已经达到饱和电流,那么再增大,光电流也不会增大,所以选项正确。答案探究探究二问题导引名师精讲探究三典例剖析探究二爱因斯坦的光电效应方程用光照射光电管且能产生光电效应,如果给光电管加上反向电压,光电管中就没有电流了吗探究探究二问题导引名师精讲探究三典例剖析光电效应方程ν,其中为光电子的最大初动能,为金属的逸出功。对方程的四点理解公式中的是光电子的最大初动能,对个光电子而言,其离开金属时剩余动能大小可以是范围内的任何数值。光电效应方程实质上是能量守恒方程。能量为εν的光子被电子所吸收,电子把这些能量的部分用来克服金属表面对它的吸引,另部分就是电子离开金属表面时的动能。如果克服吸引力做功最少为,则电子离开金属表面时动能最大为,根据能量守恒定律可知ν。探究探究二问题导引名师精讲探究三典例剖析光电效应方程包含了产生光电效应的条件。若发生光电效应,则光电子的最大初动能必须大于零,即ν,亦即恰好是金属的截止频率。ν曲线。如图所示是光电子最大初动能随入射光频率ν的变化曲线。这里,横轴上的截距是截止频率纵轴上的截距是逸出功的负值斜率为普朗克常量。ν,ν𝑊ℎν,而ν𝑊ℎ探究探究二问题导引名师精讲探究三典例剖析探究探究二问题导引名师精讲探究三典例剖析例题已知金属铯的逸初动能,为金属的逸出功。对方程的四点理解公式中的是光电子的最大初动能,对个光电子而言,其离开金属时剩余动能大小可以是范围内的任何数值。光电效应方程实质上是能量守恒方程。能量为εν的光子被电子所吸收,电子把这些能量的部分用来克服金属表面对它的吸引,另部分就是电子离开金属表面时的动能。如果克服吸引力做功最少为,则电子离开金属表面时动能最大为,根据能量守恒定律可知ν。探究探究二问题导引名师精讲探究三典例剖析光电效应方程包含了产生光电效应的条件。若发生光电效应,则光电子的最大初动能必须大于零,即ν,亦即恰好是金属的截止频率。ν曲线。如图所示是光电子最大初动能随入射光频率ν的变化曲线。这里,横轴上的截距是截止频率纵轴上的截距是逸出功的负值斜率为普朗克常量。ν,ν𝑊ℎν,而ν𝑊ℎ探究探究二问题导引名师精讲探究三典例剖析探究探究二问题导引名师精讲探究三典例剖析例题已知金属铯的逸出功为,在光电效应实验中,要使铯表面发出的光电子的最大初动能为,则入射光子的能量应为多大入射光的波长是多少解析由爱因斯坦的光电效应方程ν得ν。又因为εν,ν答案所以ℎ𝑐𝜀。探究探究二问题导引名师精讲探究三典例剖析变式训练实验得到金属钙的光电子的最大初动能与入射光频率ν的关系如图所示。下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功,参照下表可以确定的是金属钨钙钠截止频率ν逸出功探究探究二问题导引名师精讲探究三典例剖析如用金属钨做实验得到的ν图线也是条直线,其斜率比图中直线的斜率大如用金属钠做实验得到的ν图线也是条直线,其斜率比图中直线的斜率大如用金属钠做实验得到的ν图线也是条直线,设其延长线与纵轴交点的坐标为则如用金属钨做实验,当入射光的频率νν时,可能会有光电子逸出解析由光电效应方程ν可知ν图线是直线,且斜率相同,为,项错误由表中所列的截止频率和逸出功数据可知项正确,项错误。答案探究探究二问题导引名师精讲探究三典例剖析探究探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析探究三光子说对康普顿效应的解释康普顿效应说明了什么问题为什么说康普顿效应反映了光子具有动量探究探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析射线的光子与静止的电子发生弹性碰撞,光子把部分能量转移给了电子,能量由ν减小为ν,因此频率减小,波长增大。同时,电子获得定的动量,进步说明了光的粒子性。探究探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析例题康普顿效应证实了光子不仅具有能量,也有动量。图甲给出了光子与静止电子碰撞后,电子的运动方向,则碰后光子可能沿选填或方向运动,并且波长选填“不变”“变短”或“变长”。探究探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析解析因光子与电子的碰撞过程动量守恒,所以碰撞之后光子和电子的总动量的方向与光子碰前动量的方向致,可见碰后光子可能沿方向运动,光子与电子的竖直方向上动量的矢量和为零,不可能沿或方向通过碰撞,光子将部分能量转移给电子,能量减少,由εν知,频率变小,再根据ν知,波长变长。答案变长探究探究二探究三问题导引名师精讲典例剖析下列对光子的认识,正确的是光子说中的光子就是牛顿在微粒说中所说的粒子光子说中的光子就是光电效应中的光电子在空间中传播的光是不连续的,而是份份的,每份叫作个光量子,简称光子光子的能量跟光的频率成正比解析根据光子说,在空间传播的光是不连续的,而是份份的,每份叫作个光量子,简称光子,而牛顿的微粒说中的微粒指的是宏观世界的微小颗粒,光电效应中的光电子指的是金属内的电子吸收光子后克服原子核的库仑引力等束缚,逸出金属表面的粒子,故选项错误,选项正确。由εν知,光子能量ε与其频率ν成正比,故选项正确。答案光电效应实验的装置如图所示,用弧光灯照射锌板,验电器指针张开个角度。则下面说法中正确的是用紫外光照射锌板,验电器指针会发生偏转用绿色光照射锌板,验电器指针会发生偏转锌板带的是负电荷使验电器指针发生偏转的是正电荷解析将擦得很亮的锌板连接验电器,用弧光灯照射锌板弧光灯发出紫外线,验电器指针张开个角度,说明锌板带了电。进步研究表明锌板带正电,这说明在紫外光的照射下,锌板中有部分自由电子从表面飞出来,锌板中缺少电子,于是带正电,选项正确。绿光不能使锌板发生光电效应。答案康普顿散射的主要特征是散射光的波长与入射光的波长全然不同散射光的波长有些与入射光的相同,但有些变短了,散射角的大小与散射波长无关散射光的波长有些与入射光的相同,但也有变长的,也有变短的散射光的波长有些与入射光的相同,有些散射光的波长比入射光的波长长些,且散射光波长的改变量与散射角的大小有关解析光子和电子相碰撞,光子有部分能量传给电子,散射光子的能量减少,于是散射光的波长大于入射光的波长。散射角不同,能量减少情况不同,散射光的波长也有所不同。故只有选项正确。答案在做光电效应的实验时,金属被光照射发生了光电效应,实验测得光电子的最大初动能与入射光的频率ν的关系如图所示,由实验图象可求出该金属的极限频率和极限波长普朗克常量该金属的逸出功单位时间内逸出的光电子数解析金属中电子吸收光子的能量为ν,根据爱因斯坦光电效应方程有ν。任何种金属的逸出功定,说明随ν的变化而变化,且是线性关系,所以直线的斜率等于普朗克常量,直线与横轴的截距表示时的频率ν,即该金属的极限频率。根据ν,求得逸出功ν。已知极限频率,根据波速公式可求出极限波长。由ν图象并不能知道在单位时间内逸出的光子数。答案𝑐𝜈ℎ𝑐𝑊选做题若个光子的能量等于个电子的静止能量,试问该光子的动量和波长是多少电子的静止能量为解析个电子的静止能量为,由题意知ν,光子的动量𝜀𝑐𝑚𝑐𝑐,光子的波长ℎ𝑝。答案光的粒子性情景导入如图所示,把块锌板连接在验电器上,用紫外线灯照射锌板,观察到验电器的指针发生了变化,这说明锌板带了电。你知道锌板是怎样带上电的吗思维导图二三填填练练四光电效应的实验规律见课本第页光电效应照射到金属表面的光,能使金属中的电子从表面逸出的现象。光电子光电效应中发射出来的电子。光电效应的实验规律存在